Lista tematów zgłoszonych przez pracowników Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej

Lista poniżej prezentowana jest w następującej formie:
  1. Opiekun wiodący, adres e-mailowy
    • Drugi opiekun
    • Instytucja zatrudniająca drugiego opiekuna
    Temat
  1. Prof. dr hab. inż. Andrzej Baczmański, Andrzej.Baczmanski@fis.agh.edu.pl
    • Dr hab. inż. Mirosław Wróbel
    • mwrobel@agh.edu.pl
    • Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, AGH
    "Mikromechaniczne właściwości materiałów polikrystalicznych badane przy użyciu dyfrakcji neutronów i promieniowania synchrotronowego",
    „Micromechanical properties of polycrystalline materials studied using neutron and synchrotron diffraction”

    Tematyka pracy dotyczy badania procesów fizycznych zachodzących w materiałach polikrystalicznych podczas ich odkształcania. Pomiary wykonywane są z wykorzystaniem: promieniowania synchrotronowego (ESRF Grenoble i BESSY Berlin) i metod neutronowych (np. metoda czasu przelotu, pomiary: ISIS, RAL Wielka Brytania, ZIBJ Dubna, Rosja oraz LLB, Saclay Francja).
    W pracy rozwijany będzie zarówno model samouzgodniony jak i nowe metody pomiarowe. Pozwoli to zidentyfikować i opisać mechanizmy odkształcenia, takie jak zjawisko poślizgu na płaszczyznach krystalograficznych, procesy bliźniakowania, powstawania błędów ułożenia oraz mikro-zniszczeń. Przedstawione badania przyczynią się do lepszego zrozumienia mechanizmów procesu odkształcenia sprężysto-plastycznego oraz mechanizmów mikro-zniszczeń .Zdobyta wiedza posiada dodatkowo zastosowanie praktyczne, gdyż umożliwi ona polepszenie własności fizycznych materiałów.
    W pracy wykorzystana będzie głównie metoda dyfrakcji promieniowania synchrotronowego i neutronowego (fizyka), a badane będą materiały o znaczeniu praktycznym (materiałoznawstwo), m. in.materiały wielofazowe metaliczne, kompozyty o osnowie metalicznej.
  1. Dr hab. inż. Bartosz Mindur, bartosz.mindur@agh.edu.pl
    • Prof. dr hab. Daniel Wójcik
    • Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN w Warszawie
    „Rozwój metod zbierania i przetwarzania danych w eksperymentach neurofizjologicznych”

    W ramach istniejącej współpracy z Instytutem Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego oraz prof. dr. hab. Danielem Wójcikiem prowadzone są badania m.in. nad rozwojem systemów rejestracji i stymulacji neuronów (z wykorzystaniem aparatury zbudowanej w KOiDC) wraz z metodami analizy, wizualizacji i interpretacji danych (współpraca z Instytutem).
    Podstawowym zadaniem do wykonania w ramach tej pracy byłaby budowa i rozwój systemu DAQ wraz z oprogramowaniem sterującym i monitorującym. Niemniej ważną częścią pracy byłby rozwój niezależnego oprogramowania do analizy i wizualizacji zebranych danych pomiarowych.
  1. Prof. dr hab. Tomasz Stobiecki, stobieck@agh.edu.pl
    2. „Spinowy efekt Halla w antyferromagnetykach”

    Problem oddziaływań spinowo-orbitalnych (SOT) w antyferromagnetykach (AFM) jest nowy, jak do tej pory są nieliczne prace, które wykazały powstawanie poprzecznych prądów spinowych i spinowy efekt Halla (SHE), jak również przełączanie magnetyzacji wspomagane SOT w nie kolinearnych AFM. Przedmiotem eksperymentu będą badania wpływu uporządkowania strukturalnego i magnetycznego na interfejsie antyferromagnetyk/ferromagnetyk (AFM/FM) na efektywność generowania prądu spinowego. Tlenkowe AFM (np. NiO) badane i wytwarzane metodami epitaksjalnymi w zespole naukowym p. dr hab. Niki Spiridis będą przedmiotem zgłaszanej pracy doktorskiej. Badania katalicznych właściwości tlenkowych antyferromagnetyków będą realizowane w IKiFP PAN i będą one doskonałym uzupełnieniem do interdyscyplinarnego charakteru proponowanej tematyki.
  1. Prof. Bartłomiej Szafran, bszafran@agh.edu.pl
    2. „Manipulacja dolinowym i spinowym stopniem swobody w elektrostatycznych kropkach kwantowych definiowanych sili cenie”

    Silicen - dwuwymiarowa forma krzemu – materiał podobny w strukturze krystalicznej oraz pasmowej do grafenu - jest od stosunkowo niedawna traktowany jako jego atrakcyjna alternatywa do zastosowań spintronicznych, możliwych do integracji w ramach dobrze opanowanej elektroniki krzemowej. W przeciwieństwie do grafenu w silicenie oddziaływanie spin orbita jest silnie i poddaje się zewnętrznej kontroli przez prostopadłe pole elektryczne. Oddziaływanie spin-orbita pozwala na manipulację uwięzionym spinem elektronu w przestrzeni rzeczywistej przez zmienne pola elektryczne, co czyni materiał atrakcyjnym dla kwantowego przetwarzania informacji na układach uwięzionych spinów. Pole elektryczne prostopadłe do warstwy otwiera przerwę energetyczną w silicenie, która umożliwia elektrostatyczne uwięzienie nośników, tworzenie kropek kwantowych dla stanów uwięzionych lub kwantowych kontaktów punktowych dla badań transportu kwantowego. Materiał spełnia wszelkie kryteria, które grafen zawiódł w kontekście manipulacji spinem. Silicen w formie swobodnej jest niestabilny w powietrzu. Doświadczalnie badano silicen wytwarzany epitaksjalnie na srebrze, gdzie jednak własności silicenu są silnie modyfikowane przez podłoże metaliczne. Dopiero w 2015 doniesiono o opracowaniu technologii przeniesienia silicenu na warstwę SiO2, dla której własności silicenu są zbliżone do przewidzianych dla wolnostojącej monowarstwy Technologia otwiera szerokie możliwości praktycznych zastosowań nowego materiału, począwszy od tranzystora polowego pracującego w temperaturze pokojowej. Należy spodziewać się pojawienia się w krótkim czasie wyników badań doświadczalnych na temat wstęg, kropek kwantowych, kontaktów punktowych, interferometrów etc. wykorzystujących nową technikę wzrostu. Silicen podlega funkcjonalizacji przez adatomy i domieszki wbudowywane do struktury. Możliwe jest np. wprowadzanie atomów magnetycznych do układu. Ponadto – jak podano wyżej jego własności silnie zależą od substratu na którym jest położony. Opis własności układu wymaga opisu wiązań chemicznych z adatomami oraz oddziaływań z substratem. Do opisu tych własności potrzebne jest zastosowanie zaawansowanych metod chemii kwantowej. Po parametryzacji hamiltonianu do postaci ciasnego wiązania możliwe będą badania własności fizycznych układu.

    Od 1.10.2019 do 30.06.2020 kandydat będzie dodatkowo otrzymywał stypendium 3 tys. PLN miesięcznie ze środków grantu NCN kierownika.
  1. Marek Woch, wmwoch@agh.edu.pl
    • dr hab. Tomasz Brylewski, prof. AGH
    • Chemia Ciała Stałego, Katedra Fizykochemii i Modelowania Procesów Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH
    "Badanie właściwości cienkich warstw nadprzewodników bizmutowych i talowych w aspekcie zastosowań w elektronice nadprzewodnikowej"

    W ramach pracy wykonane zostaną serie cienkich warstw nadprzewodników bizmutowych i talowych z wykorzystaniem zaawansowanych metod chemicznych oraz wykonane zostaną badania ich właściwości w aspekcie zastosowań w elektronice.
  1. dr hab. inż. Mirosław Zimnoch, zimnoch@agh.edu.pl
    • dr hab. inż. Katarzyna Styszko
    • Wydział Energetyki i Paliw AGH
    „Identyfikacja stopnia narażenia społeczności na wybrane ksenobiotyki z wykorzystaniem analizy zanieczyszczenia powietrza, ścieków oraz modeli transportu zanieczyszczeń i algorytmów uczenia maszynowego”

    W ramach proponowanego tematu pracy doktorskiej przeprowadzone zostaną badania zanieczyszczeń pyłowych (szczególnie z uwzględnieniem frakcji PM2,5 i PM1) oraz fazy gazowej powietrza związanych z obecnością WWA, w przekroju sezonowym. Przepływ mas powietrza, import i rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń zostanie określone z zastosowaniem modelowania dynamiki regionalnej atmosfery. Druga część badań będzie dotyczyć analizy określonych metabolitów WWA (biomarkerów) w ściekach. Uzyskane informacje epidemiologiczne ze ścieków posłużą do oceny narażenia ludzi na WWA w oparciu o innowacyjne metody obliczeniowe, jak sztuczne sieci neuronowe. Zadaniem prowadzonych badań dla próbek pobranych równolegle z powietrza i ścieków będzie określenie ewentualnej korelacji pomiędzy stężeniem WWA a obecnością wybranych biomarkerów w ściekach. Badania środowiskowe będą prowadzone na terenie Krakowa i okolic z uwzględnieniem oczyszczalni ścieków, z wybranych terenów różniących się stopniem uprzemysłowienia i gęstością zaludnienia. Opracowana w trakcie pracy doktorskiej metoda będzie sprawdzona dla próbek ścieków otrzymanych z wybranych miast europejskich.
    Część badań przewidzianych programem pracy doktorskiej prowadzona będzie we współpracy międzynarodowej (University of Bath, Wielka Brytania, Norwegian Institute for Air Research, Norwegia; Vienna University of Technology, Austria). Proponowany temat będzie przedmiotem projektu, który zostanie zgłoszony na najbliższy konkurs NCN, mający na celu sfinansowanie badań. W ramach tego projektu przewidziane zostanie stypendium dla jednego doktoranta.
  1. Prof. Zbigniew Tarnawski, tarnawsk@agh.edu.pl
    • Dr hab. Przemysław Piekarz
    • Instytut Fizyki Jądrowej PAN
    Badanie stanu podstawowego magnetytu stechiometrycznego i domieszkowanego: pomiary w ultraniskich temperaturach i obliczenia ab initio

    Magnetyt Fe3O4 jest modelowym związkiem, w którym widać większość oddziaływań i procesów istotnych dla zrozumienia materii skondensowanej. Dotychczas nie wykonywano badan magnetytu w ultraniskich temperaturach, czyli nie badano właściwości stanu podstawowego, mimo, że te właściwości bardzo zależą od niewielkich zmian w stechiometrii (a zatem stan podstawowy nie jest stabilny).
    Część eksperymentalna pracy, wykonywana w ACMIN, będzie obejmować:
    1. Pomiar podatności magnetycznej w zakresie ultra niskich temperatur
    2. Pomiar własności elektrycznych (stałej dielektrycznej) w zakresie ultra niskich temperatur
    3. Pomiar ciepła właściwego w zakresie ultra niskich temperatur
    Pomiary będą wykonywane na monokryształach magnetytu stechiometrycznego, a także domieszkowanego Zn i Ti wykazujących inny charakter przemiany fazowej i mających, prawdopodobnie, inny stan podstawowy.
    Właściwości stanu podstawowego w magnetycie stechiometrycznym i domieszkowanym będą określone ab initio metodą DFT. Te obliczenia będą wykonywane w Instytucie Fizyki Jądrowej.

    Od 1.10.2018 do 30.06.2020 kandydat będzie dodatkowo otrzymywał 1 tys. PLN miesięcznie ze środków grantu NCN drugiego opiekuna.
  1. Prof. dr hab. Janusz Wolny, wolny@fis.agh.edu.pl
    2. promotor pomocniczy: dr inż. Strzałka Radosław,
    • prof. dr hab. Wiesław Łasocha
    • Wydział Chemii UJ
    Udokładnianie struktury dwuwymiarowych kwazikryształów

    Uogólnione pokrycie Penrose’a daje większą swobodę lokalnych konfiguracji jednostek strukturalnych (rombów) w dopasowywanej strukturze, przez co jakość dopasowania może być znacząco lepsza niż w przypadku standardowego pokrycia Penrose'’. Projekt zakłada dopasowanie modelu opartego o pokrycie uogólnione do danych dyfrakcyjnych dla kwazikryształów dekagonalnych z rodziny Al-Cu-TM, dla których dane doświadczalne są już zebrane, a także dla nowych układów. Badania wymagają interdyscyplinarnego podejścia: wiedzy z zakresu fizyki ciała stałego, krystalografii, chemii strukturalnej i umiejętności programistycznych.
  1. Bartłomiej Spisak, bjs@agh.edu.pl
    • dr hab. Krzysztof Rudol
    • grrudol@cyfronet.pl
    • Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Matematyki Stosowanej
    Analiza przestrzenno-fazowa dynamiki stanów w układach hybrydowych

    Zazwyczaj układy fizyczne mają naturę hybrydową, tzn. składają się z podukładów klasycznego i kwantowego, które oddziałują ze sobą. Zunifikowany opis takich układów może być oparty na formalizmie Koopmana-von Neumanna w przestrzeni fazowej, w ramach którego stan układu jest reprezentowany przez klasyczną funkcję falową. Z drugiej strony, stan układu w przestrzeni fazowej może być reprezentowany przez funkcję Wignera, która w granicy klasycznej odpowiada funkcji rozkładu spełniającej równanie Liouville'a. Na tej podstawie można wysunąć hipotezę, że dla pewnej klasy stanów, funkcja Wignera może być powiązana z klasyczną funkcją falową.
    Celem projektu będzie zastosowanie formalizmu przestrzenno-fazowego do klasyfikacji i charakterystyki stanów układów hybrydowych oraz badania ich dynamiki.
    Praca ma charakter teoretyczno-obliczeniowy.
  1. Zdzisław Burda, zdzisław.burda@agh.edu.pl
    2. Zastosowanie metod fizyki statystycznej do analizy danych finansowych i ekomicznych oraz do modelowania zachowań graczy na giełdzie i w układach ekonomicznych

Lista tematów prac doktorskich zgłoszonych na rekrutację uzupełniającą (wrzesień 2018) przez pracowników:
Copyright 2023 Janusz Malinowski